Chercheur contractuel/post-doc simulation de biomatériaux piézoélectriques (H/F)

RESPONSABILITÉS :

L'Université de Lorraine recrute pour le LEM3 un-e chercheur-e contractuel-le/post-doctoral en simulation par dynamique moléculaire de biomatériaux piézoélectriques.
Poste à pourvoir par CDD contrat de projet de 18 mois à pourvoir dès que possible à partir du 05/01/2026.
Candidature : transmettre CV, lettre de motivation et copie des diplômes au plus tard le 30/11/2025.
Le recrutement s'inscrit dans le cadre du projet ERC (European Research Council) BONEREPAIR portant sur la stimulation électromécanique des structures osseuses afin d'accélérer la cicatrisation et le remodelage des fissures. L'objectif est d'évaluer les propriétés piézoélectriques de biomatériaux fissurés et de comprendre, à l'échelle atomique, les distributions spatiales des champs mécaniques et électriques au sein de ces matériaux, en tenant compte des effets de champ électrique, de polarisation, ainsi que des couplages piézoélectriques et flexoélectriques.
Les stimuli générés par la présence de fissures simples ou multiples seront analysés à l'aide de simulations de dynamique moléculaire (MD). Différents biomatériaux piézoélectriques seront étudiés, incluant des céramiques (BaTiO₃, ZnO) et des matériaux naturels comme le collagène, afin de mimer le comportement de l'os. Un criblage de divers biomatériaux piézoélectriques sera réalisé pour identifier ceux présentant la réponse piézoélectrique la plus élevée.
Missions principales
• Développer des simulations de dynamique moléculaire de céramiques piézoélectriques, avec et sans fissures préexistantes.
• Étudier les interactions entre fissures, champs électriques, polarisation et commutation des domaines ferroélastiques/ferroélectriques.
• Quantifier l'évolution des propriétés piézoélectriques effectives, globalement et localement, en particulier dans les zones de fortes contraintes proches des extrémités de fissures.
• Analyser les mécanismes de rupture à l'échelle atomique, notamment :
o Les processus de rupture de liaisons.
o L'influence des effets de surface et de l'accumulation de charges.
o Le couplage entre les structures de domaines ferroélectriques et la fracture mécanique dans les céramiques.
• Contribuer à la modélisation multi-échelle, en reliant les résultats atomistiques à des modèles de mécanique du continu (ex. : modèles de zones cohésives, modèles de fracture électromécanique).
• Étudier la cicatrisation assistée par contrainte sous chargement en compression, pouvant mener à une reformation de liaisons entre les lèvres de la fissure.

PROFIL RECHERCHÉ :

Compétences techniques recherchées
• Solide expérience en simulations de dynamique moléculaire, de préférence avec des codes tels que LAMMPS ou équivalents.
• Bonne maîtrise des potentiels interatomiques pour les céramiques oxydes (modèles en coquilles, équilibrage de charge, modèles électrostatiques à longue portée, AMBERS, etc).
• Compétences en analyse et visualisation de données atomistiques (Python, OVITO, VMD, etc.).
• Capacité à calculer la polarisation (macroscopique et locale), les champs électriques, et à analyser les couplages électromécaniques à l'échelle atomique.

Profil scientifique recherché
• Solides connaissances en :
o Physique des matériaux et modélisation atomistique,
o Mécanique de la rupture,
o Comportement électromécanique des matériaux (piézoélectricité, ferroélectricité).
• Bonne compréhension des phénomènes multiéchelles et des liens entre processus atomiques et comportement macroscopique des matériaux.

Profil du candidat
• Doctorat en physique des matériaux, mécanique, science des matériaux, chimie théorique, ou domaine connexe.
• Expérience souhaitée en dynamique moléculaire.
• Une expérience dans la simulation de céramiques serait un bonus.
• Capacité à travailler de manière autonome, à faire preuve d'initiative et à s'impliquer dans la recherche fondamentale.
• Excellentes compétences en communication scientifique en anglais (rédaction d'articles, présentation des résultats).